一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝的製作方法
2023-05-13 08:32:06
專利名稱：一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝的製作方法
一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝技術領域
本發明屬於印製線路板領域，尤其是涉及一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板防翹曲製作工藝。
背景技術：
伴隨通訊、電子產業領域的迅猛發展以及隨之而來的針對信息數據的高頻、高速化傳輸性能要求發展趨勢，全球PCB規模與技術不斷更新，在此趨勢驅動下出現了高頻混壓階梯印製電路板設計。但是在高頻與低頻混壓時，經常導致分層、爆板現象，也容易出現翹曲現象，嚴重影響產品的性能。發明內容
本發明的目的在於提供一種可以有效的控制高頻-低頻混合板材結構印製電路板在製作時出現翹曲的缺陷，而且不容易導致分層、爆板。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，包括步驟A)分別對低頻板材和高頻板材開料，製作內層圖形，棕化，壓合，除流膠並鑽孔；B)等離子除膠後，將鑽孔後的高頻-低頻壓合板進行外層沉銅，然後將整個壓合板進行電鍍；C)製作外層圖形；D)阻焊塞孔後絲印阻焊及文字；E)全板沉鎳金後絲印字符，成型線路板；F)測試檢查成品板的電氣性能及外觀，製得成品。
所述的高頻板材為聚四氟乙烯板材(PTFE)或陶瓷板材。
所述的高頻板材為RF-30，或RF-35，或RF-60基板；所述低頻板材為環氧樹脂基板。
所述的高頻-低頻混合板材結構的低頻板材和高頻板材壓合時為不對稱壓合。
本發明中，採用高頻與低頻混壓結構設計，該設計具備兩大優勢其一，較大幅度地增大PCB散熱面積及表面貼裝原器件的安全性，減小體積，提高產品組裝密度；其二，在滿足整體性能的要求條件下，必要的信號層採用如PTFE結構的高頻板材以保證信號高速、 不失真傳輸及阻抗匹配性能要求，其他信號層採用如環氧樹脂基板普通板材，通過優化組合的方式為客戶節約成本。
當設計的的產品要求具有高頻特性所在層(例如第一層)與無需具備高頻特性所在層正好處於不對稱排列時，課採用不對稱結構設計。在發明中，高頻板材可以依據具體的需要設計在內層或者外層。
對於不對稱的高頻-低頻混合設計產品，一般粘結層材料都選用低流膠PP片(即 No Flow PP)，因為低流膠PP片含膠量較低，漲縮係數相對普通PP片更接近高頻板材，更有利於加工製作。
本發明為了解決No Flow PP填充線隙的問題，本發明研發出了增加壓力，延長壓合時間，提高升溫速率的方法工藝革新方法；為了解決弓曲問題，採用了延長冷壓段時間， 和鑽孔後疊板烤板的方法製作方法；解決了不對稱混合材料壓合結構PCB的線路填膠和弓曲、扭曲問題。
圖1為本發明所述的層壓結構示意圖。
圖2為本發明所述的壓合溫度曲線圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本發明做進一步詳細說明。
1)開料:1開料時需測量開料基板厚度在公差範圍之內，確保開料板材可以滿足壓合板厚要求；1 開料尺寸:605*300mm ；材料 JT158 和 RF-35 ；2)內層圖形1 製作高頻板材和低頻板材內層圖形；3)壓合1棕化光板、芯板做棕化，棕化速度3. 0 3. 2m/min ；1壓合A、熱壓參數如表1所示使用以下參數；牛皮紙上下各20張(全新)；B、排版時，注意清潔階梯板銅面上PP粉；C、排板層數每盤板最多排5層。
表1壓合參數程序名稱髙頻混壓階梯板層壓參數程式(步)1q46溫度CC)ISOISOISOISOISO100壓力(PSI)100200300500500200吋間(min)1520505040壓合參數研發原理普通PP片層壓時的待機溫度一般為140°c，使用1. 50C /min 3. 0°C /min的升溫速率，已經能夠保證其能夠充分填充線隙，滿足板面平整度和外觀要求。但是No Flow PP流動性差，採用180°C的待機溫度和4°C /min 5°C /min的高升溫速率，才能使其達到樹脂的最佳流動狀態，另一方面，增加高壓段壓力至500PSI，熱壓時間調整至180min，可以保證No Flow PP能夠更好的填充線隙，避免因空洞導致的爆板。
4)外層鑽孔1用全新UC系列鑽刀；1首板確認孔粗小於25um，無扯銅異常，檢查無孔口披鋒和孔內毛刺； 1鑽孔後疊板烘板150°C X 3H，每疊板數不能超過15PNL ；5)等離子活化1保證高頻板材活化到位6)P T H&全板電鍍1沉銅兩次第一次從除油缸進缸，第2次沉銅從預浸缸開始(不能過化學除膠渣)； 1孔切片板電後切片檢查孔銅、表銅符合MI要求；孔粗< 25um ；7)外層圖形8)阻焊1阻焊前增加烤板:150°C X 180min ；9)沉鎳金1來料檢查阻焊塞孔需飽滿，化金前處理只過噴砂處理，不過機械磨刷； 1延長活化30秒，首板檢查漏鍍、不上金缺陷，測量完成金、鎳厚；10)成型1採用混壓板銑板參數，使用全新銑刀生產。
圖1所示為層壓結構示意圖，圖中RF-35板材即是PTFE板材的一種，不流膠P片即是 No Flow PP0
由圖可知層壓結構相對複雜，且為不對稱設計，由於兩種板材的熱膨脹係數不匹配(普通環氧樹脂和PP片的熱膨脹係數大於高頻板材)，經過高溫高壓條件後，在冷卻過程中，環氧樹脂板材的收縮性大於高頻板材，所以冷卻完成後板子會向著環氧樹脂層彎曲，產生弓曲、扭曲現象。
本發明在固化段後，延長降溫時間，降低降溫速率，減小壓力，再延長冷壓段時間 60min，保證材料應力充分釋放，防止板曲。
由於No Flow PP含膠量較低，壓合時不易填充線隙，通過優化試驗方法，試驗出使用提高待機溫度，加大升溫速率，增大恆溫段壓力的方法，增加No Flow PP和高頻板材的的流動性，充分填充線隙。
普通PP片層壓時的待機溫度一般為140°C，使用1.5°C/min 3.0°C/min的升溫速率，已經能夠保證其能夠充分填充線隙，滿足板面平整度和外觀要求。但是No Flow PP 流動性差，採用180°C的待機溫度和4°C /min 5°C /min的高升溫速率，才能使其達到樹脂的最佳流動狀態，另一方面，增加高壓段壓力至500PSI，熱壓時間調整至180min，可以保證 No Flow PP能夠更好的填充線隙，避免因空洞導致的爆板。
鑽孔完成後，基板的表面積增大，烤板150°C X3H，通過孔釋放板材內應力，增加內應力釋放效果。
若以插架的形式烤板，則牽扯到架子對板子的擠壓等外界影響因素，以及應力釋放的隨意性。直接以疊板的方式烤板，並控制疊板層數，一方面避免了插架等影響因素，另一方面由於PCB層疊平放，在烤板過程中，板與板之間形成相互制約應力釋放的效果，疊板層數控制在15層以下，有助於板內充分受熱釋放應力，有效保證了 PCB的平整性。
根據根據IPC-TM-650. 2. 4. 22B測試，檢測結果弓曲量0. 18% ；扭曲量0. 14%，符合設計標準。
根據IPC-TM 650. 2. 1. 1微切片分析結果如下整體板厚測試點1 :1. 84226mm ；測試點2 :1. 84123mm ；客戶要求1. 92士0. 14mm，滿足製作要求，並且未出現爆板、分層現象，線隙填充良好。
綜合以上條件，既保證了階梯位溢膠量在可控範圍之內，又防止了不對稱設計PCB 的弓曲、扭曲變形。
權利要求
1.一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，包括步驟A)分別對低頻板材和高頻板材開料，製作內層圖形，棕化，壓合，除流膠並鑽孔；B)等離子除膠後，將鑽孔後的高頻-低頻壓合板進行外層沉銅，然後將整個壓合板進行電鍍；C)製作外層圖形；D)阻焊塞孔後絲印阻焊及文字；E)全板沉鎳金後絲印字符，成型線路板；F)測試檢查成品板的電氣性能及外觀，製得成品。
2.如權利要求1所述的高頻-低頻混合板材結構印製電路防翹曲製作工藝，其特徵是 所述的高頻板材為聚四氟乙烯板材(PTFE)或陶瓷板材。
3.如權利要求2所述的高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，其特徵是所述的高頻板材為RF-30，或RF-35，或RF-60基板；所述低頻板材為環氧樹脂基板。
4.如權利要求1所述的高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，其特徵是所述的高頻-低頻混合板材結構的低頻板材和高頻板材壓合時為不對稱壓合。
5.如權利要求1所述的高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，其特徵是所述印製電路板的信號層之間的粘結層為低流膠PP片。
6.如權利要求5所述的高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，其特徵是所述A)步驟在壓合時，待機溫度170-180°C，升溫速率為4°C /min 5°C /min。
全文摘要
本發明公開了一種高頻-低頻混合板材結構印製電路板製作工藝，包括步驟A)分別對低頻板材和高頻板材開料，製作內層圖形，棕化，壓合，除流膠並鑽孔；B)等離子除膠後，將鑽孔後的高頻-低頻壓合板進行外層沉銅，然後將整個壓合板進行電鍍；C)製作外層圖形；D)阻焊塞孔後絲印阻焊及文字；E)全板沉鎳金後絲印字符，成型線路板；F)測試檢查成品板的電氣性能及外觀，製得成品。本發明中採用高頻與低頻混壓結構設計，在滿足整體性能的要求條件下，必要的信號層採用如PTFE結構的高頻板材以保證信號高速、不失真傳輸及阻抗匹配性能要求，其他信號層採用如環氧樹脂基板普通板材，通過優化組合的方式為客戶節約成本。
文檔編號H05K3/00GK102523693SQ201110454579
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者姜雪飛, 宋建遠, 朱拓, 謝萍萍 申請人:深圳崇達多層線路板有限公司